2.3.1 电子海图系统解析及开发 功能开发 - 接入AIS功能

电子海图系统单纯显示海图，并不能起多大的作用，只有将其作为信息集成平台，附加上各种航行相关的信息，才能发挥其功效，而其中一项不可或缺的是AIS的功能。船舶自动识别系统（AIS）是一种新型的助航设备，其基本功能是将船舶的标识信息、位置信息、运动参数和航行状态等与船舶航行安全有关的重要数据，通过VHF数据链路，广播给周围的船舶，以实现对本海区船舶的识别和监视。1995年7月，瑞典、芬兰首次提出“无线电AIS”的概念；2000年12月，IMO MSC73会议通过AIS强制性安装议案。

AIS是基于无线电主动应答的设备，当船舶安装了AIS后，就可以与其它装有AIS的船舶自动交换重要的航行数据，包括：船名、船位、船型（大小）、航线、航速、航向、转向速度等等。驾驶员无须逐个查询船舶，就可以获得所有装有AIS船舶的完整的交通动态信息并进行监控和指挥。如果将定期航行和固定航线的船舶的相关信息加在传送信息中，AIS将成为一种船舶报告系统。AIS设备一旦启动，会根据当前的航速以及转向率按照一定的周期不断主动向外部发送上述信息，与此同时，设备本身也在不断的接收他船信息。

商船上都预留AIS Pilot Plug，用数据线插上后，就可以接收本船AIS接收到的信息。

AIS数据采用NMEA0813标准格式进行传输，其设备类型为 AI ，报文类型为 VDM 或 VDO 。VDM报文表示数据报告来自他船；VDO报文表示数据报告来自本船。AIS数据正文被分为27种消息类型。每一种消息类型有不同的编码规则，连接AIS接收机，根据收到的串口数据判定其消息类型后，依次解析即可。各消息类型的格式详情可参见 https://gpsd.gitlab.io/gpsd/AIVDM.html 。

AIS的有效数据中的字符串以特殊方式编码（ 六位码 ），即每个字符由六位二制数表示。将数据的二进制切成连续的六位字节，每个六位字节映射到一个ASCII字符，最后不足六位的则填充相应位数的0。

将NMEA0813的字段6提取出来，得到二进制串，前6位表示AIS的消息类型。

在通常 *** 作中，AIS收发器将每2到10秒广播一次位置报告（对应 消息1、2或3 ），具体取决于航行过程中船舶的速度，以及每3分钟在锚定和静止的船舶上的位置报告，每6分钟发送一次 消息5 ，更多详细信息请参见 IALA Technical Clarifications on Recommendation ITU-R M.1371-1 的第2.3部分。 消息6 用于符合内河未加密结构化扩展消息系统。 消息8 通常用于私有加密消息，例如军事演习中的位置传输。 消息12、14 用于文本消息，名义上与安全有关，但也用于流量控制和偶尔的聊天用途。对于商船而言，实际中，很少见到除了1、3、4、5、18和24以外的消息，许多AIS发射器从不发射它们。

以消息1、2和3为例，为共享导航信息的公共报告结构，被称为通用导航横块， 总共168位，占用一个AIVDM语句。其具体格式如下：

在解码AIS数据中，需要将ASCII码转化成6位码，然后大量对二进制位进行 *** 作。因此新建扩展类 BitArrayExt ，添加如下方法：

新建静态类 AISParser ，根据不同消息类型，根据其标准进行解码，解码结果以键值对的形式封装进哈希表中：

一、AIS 船舶自动识别系统

船舶自动识别系统AIS（Automatic identification System)是一种船舶导航设备，通过AIS使用能增强船舶间避免碰撞的措施，能加强ARPA雷达、船舶交通管理系统、船舶报告的功能，能在电子海图上显示所有船舶可视化的航向、航线、航名等信息，达到改进海事通信的功能和提供一种船舶进行语音和文本通信的方法，增强了船舶的全局意识。 AIS采用船舶全球唯一编码体制，即MMSI码来作为识别手段。每一船舶从开始建造到船舶使用解体，给予一个全球唯一的MMSI码。

ASI技术标准规定：每分钟划分为2250个时间段。每个时间段可发布一条不长于256比特的信息，长于256比特的信息需要增加时间段。每条船舶会通过询问选择一个与他船不发生冲突的时间段和对应的时间段来发布本船的信息。

1.1、主要功能

1.1.1、船舶避碰：安装AIS船台航行于长江口水域的船舶能自动识别和信息交流。 1.2.1、海事管理：对船舶航行的静态和动态信息进行连续的监视和管理。

1.2.3、增强VTS功能：AIS信息接入VTS系统，提高船舶的识别精度和信息量，延伸长江口船舶的交通管理范围。

1.2、实施的意义

1.2.1、识别船舶； 1.2.2、帮助跟踪目标； 1.2.3、简化和促进信息交换； 1.2.4、为避免碰撞提供辅助信息； 1.2.5、减少口头的强制船舶报告

1.3、建设AIS系统的意义

1.3.1、将减少VTS 和VHF-DSC建设的投资；

1.3.2、AIS的社会效益是避免船舶碰撞、减少人命和财产损失；

1.3.3、解决了船岸信息传输这个大难题，实现船岸 信息联网、船舶信息共享；

1.3.4、推动交通运输信息化工程。

二、AIS 应用程序接口规范

AIS(Applicaiton Interface Specification)应用程序接口规范。

编辑本段三、AIS 告警指示信号

AIS (Alarm Indication Signal) 告警指示信号，常见于电信设备上的红色指示信号。

编辑本段四、AIS 简明受伤分级

AIS 简明受伤分级，是由美国医学协会一个专门委员会在70年代初期针对汽车安全性而制定的标准。

五、会计信息系统

AIS (Accounting Information System) 会计信息系统是企事业单位获取重要经济信息的系统，这些信息连续，系统，全面，综合的反映和监督企业经营状况，并为管理、经营决策提供重要依据。

All 27 Ais Message Types

AIS解码器

message_type=1: 属于位置报告(Position report)

Scheduled position report (A类船载移动设备)

message_type=2:属于位置报告(Position report)

Assigned scheduled position report(A类船载移动设备)

message_type=3:属于位置报告(Position report)

Special position report, response to interrogation(A类船载移动设备)

message_type=4:基站报告(Base station report)

Position, UTC, date and current slot number of base station

message_type=5: 静止或航行相关数据(Static and voyage related data)

Scheduled static and voyage related vessel data report(A类船载移动设备)

message_type=6: Binary addressed message

Binary data for addressed communication

message_type=7:Binary acknowledgement

Acknowledgement of received addressed binary data

message_type=8: Binary broadcast message

Binary data for broadcast communication

message_type=9:Standard SAR aircraft position report

Position report for airborne stations involved in SAR operations, only

message_type=10:UTC/date inquiry

Request UTC and date

message_type=11:UTC/date response

Current UTC and date if available

message_type=12:Addressed safety related message

Safety related data for addressed communication

message_type=13:Safety related acknowledgement

Acknowledgement of received addressed safety related message

message_type=14:Safety related broadcast message

Safety related data for broadcast communication

message_type=15:Interrogation

Request for a specific message type (can result in multiple responses from one or several stations

message_type=16:Assignment mode command

Assignment of a specific report behaviour by competent authority using a Base station

message_type=17:DGNSS broadcast binary message

DGNSS corrections provided by a base station

message_type=18:Standard Class B equipment position report

Standard position report for Class B shipborne mobile equipment to be used instead of Messages 1, 2, 3

message_type=19:Extended Class B equipment position reportExtended position report for class B shipborne mobile equipmentcontains additional static information

message_type=20:Data link management message

Reserve slots for Base station(s)

message_type=21:Aids-to-Navigation report

Position and status report for aids-to-navigation

message_type=22:Channel management

Management of channels and transceiver modes by a Base station

message_type=23:Group assignment command

Assignment of a specific report behaviour by competent authority using a Base station to a specific group of mobiles

message_type=24:Static data report

Additional data assigned to an MMSI Part A: Name, Part B: Static Data

message_type=25:Single slot binary message

Short unscheduled binary data transmission (broadcast or addressed)

message_type=26:Multiple slot binary message with Communications State

Scheduled binary data transmission (broadcast or addressed)

message_type=27:Position report for long range applications

Scheduled position reportClass A shipborne mobile equipment outside base station coverage

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